避雷器的运行和维护

避雷器的运行和维护
1 概述
(1)避雷器应用:
电力系统输变电和配电设备在运行中会受到以下几种电压的作用：
①长期作用的工作电压；
②由于接地故障、谐振以及其他原因产生的暂态过电压；
③雷电过电压；
④操作过电压。

雷电过电压和操作过电压可能有较高的数值，单纯依靠提高设备绝缘水平来承受这两种过电压，不但在经济上是不合理的，而且在技术上往往也是不可能的。

积极的办法是采用专门限制过电压的电器，将过电压限制在一个合理的水平上，然后按此选用相应绝缘水平的设备。

避雷器是其中最主要的一种限制过电压的电器。

避雷器的保护特性是被保护设备绝缘配合的基础，改善避雷器的保护特性，可以提高被保护设备运行的安全可靠性，也可以降低设备的绝缘水平，从而降低造价。

设备电压等级越高，降低绝缘水平所带来的经济效益越显著。

避雷器安装在被保护设备上，过电压由线路传到避雷器，当其值达到避雷器动作电压时避雷器动作，将过电压限制到某一定水平(称为保护水平)。

过电压之后，避雷器立即恢复截止状态，电力系统恢复正常状态。

避雷器应符合下列基本要求：
①能长期承受系统的持续运行电压，并可短时承受可能经常出现的暂态过电压；
②在过电压作用下，其保护水平满足绝缘水平的要求；
③能承受过电压作用下放电电流产生的能量；
④过电压之后能迅速恢复正常工作状态。

(2)避雷器的正常使用条件：
避雷器的正常使用条件为：
①适合于户内外运行；
②环境温度为＋40℃～－40℃；
③可经受阳光的辐射；
④海拔高度不超过其设计高度；
⑤电源的频率不小于48Hz、不超过62Hz；
⑥长期施加于避雷器的工频电压不超过避雷器持续运行电压的允许值；
⑦地震烈度7度及以下地区；
(3)避雷器分类：
我国通用型避雷器系列及其应用范围见表1。

表1 通用型避雷器系列及其应用范围
2 避雷器安装和运行维护
(1)避雷器安装：
①安装前的检查：
1)避雷器额定电压与线路电压是否相同；
2)底盘的瓷盘有无裂纹，瓷件表面是否有裂纹、破损和闪络痕迹及掉釉现象。

如有破损，其破损面应在0.5cm2以下，在不超过三处时可继续使用；
3)将避雷器向不同方向轻轻摇动，内部应无松动的响声；
4)检查瓷套与法兰连接处的胶合和密封情况是否良好。

②电气试验：
1)绝缘电阻，用2500V兆欧表测量绝缘电阻，与同类避雷器试验值进行比较，绝缘电阻值应未有明显变化；
2)工频击穿电压试验，FS型避雷器工频放电电压标准：额定电压为3kV、6kV、10kV时；新装和大修后的避雷器为9～11kV、16～19kV、27～30kV；运行中的避雷器为8～12kV、15～21kV、23～33kV；
3)FZ型避雷器一般可不做工频放电试验，但要做避雷器泄漏电流测量。

③安装要求：
1)避雷器应垂直安装，倾斜不得大于15°。

安装位置应尽可能接近保护设备，避雷器与3～10kV设备的电气距离，一般不大于15m，易于检查巡视的带电部分距地面若低于3m，应设遮栏；
2)避雷器的引线与母线、导线的接头，截面积不得小于规定值：3～10kV铜引线截面积不小于16mm2，铝引线截面不小于25mm2，35kV及以上按设计要求。

并要求上下引线连接牢固，不得松动，各金属接触表面应清除氧化膜及油漆；
3)避雷器周围应有足够的空间，带电部分与邻相导线或金属构架的距离不得小于0.35m，底板对地不得小于2.5m，以免周围物体干扰避雷器的电位分布而降低间隙放电电压；
4)高压避雷器的拉线绝缘子串必须牢固，其弹簧应适当调整，确保伸缩自由，弹簧盒内的螺帽不得松动，应有防护装置；同相各拉紧绝缘子串的拉力应均匀；
5)均压环应水平安装，不得歪斜，三相中心孔应保持一致；全部回路(从母线、线路到接地引线)不能迂回，应尽量短而直；
6)对35kV及以上的避雷器，接地回路应装设放电记录器，而放电记录器应密封良好，安装位置应与避雷器一致，以便于观察；
7)对不可互换的多节基本元件组成的避雷器，应严格按出厂编号、顺序进行叠装，避免不同避雷器的各节元件相互混淆和同一避雷器的各节元件的位置颠倒、错乱；
8)避雷器底座对地绝缘应良好，接地引下线与被保护设备的金属外壳应可靠连接，并与总接地装置相连。

(2)避雷器运行：
避雷器在运行中应与配电装置同时进行巡视检查，雷电活动后，应增加特殊巡视。

巡视检查项目如下：
①瓷套是否完整；
②导线与接地引线有无烧伤痕迹和断股现象；
③水泥接合缝及涂刷的油漆是否完好；
④10kV避雷器上帽引线处密封是否严密，有无进水现象；
⑤瓷套表面有无严重污秽；
⑥动作记录器指示数有无变化，判断避雷器是否动作并做好记录。

(3)避雷器的运行管理：
①避雷器投入运行时间，应根据当地雷电活动情况确定，一般在每年3月初到10月投入运行；
②避雷器每年投入运行前，应进行检查试验，试验项目为：
1)用1000～2500V兆欧表测量绝缘电阻，测量结果与前一次或同型号避雷器的试验值相比较，绝缘电阻值不应有显著变化；
2)测量工频放电电压，对于FS型避雷器，额定电压为3kV、6kV、10kV时，其工频放电电压分别为8～12kV、15～21kV、23～33kV；
3)FZ型避雷器一般不做工频放电试验，但应做避雷器的泄漏电流测量。

(4)避雷器运行中常见故障：
①避雷器内部受潮。

避雷器内部受潮的征象是绝缘电阻低于2500MΩ，工频放电电压下降。

内部受潮的原因可能为：
1)顶部的紧固螺母松动，引起漏水或瓷套顶部密封用螺栓的垫圈未焊死，在密封垫圈老化开裂后，潮气和水分沿螺钉缝渗入内腔；
2)底部密封试验的小孔未焊牢、堵死；
3)瓷套破裂，有砂眼，裙边胶合处有裂缝等易于进入潮气及水分；
4)橡胶垫圈使用日久，老化变脆而开裂，失去密封作用；
5)底部压紧用的扇形铁片未塞紧，使底板松动，底部密封橡胶垫圈位置不正，造成空隙而渗入潮气；
6)瓷套与法兰胶合处不平整或瓷套有裂纹。

②避雷器运行中爆炸：
避雷器运行中发生爆炸的事故是经常发生的，爆炸的原因可能由系统的原因引起，也可能为避雷器本身的原因引起：
1)由于中性点不接地系统中发生单相接地，使非故障相对地电压升高到线电压，即使避雷器所承受的电压小于其工频放电电压，而在持续时间较长的过电压作用下，可能会引起爆炸；
2)由于电力系统发生铁磁谐振过电压，使避雷器放电，从而烧坏其内部元件而引起爆炸；
3)线路受雷击时，避雷器正常动作。

由于本身火花间隙灭弧性能差，当间隙承受不住恢复电压而击穿时，使电弧重燃，工频续流将再度出现，重燃阀片烧坏电阻，引起避雷器爆炸；或由于避雷器阀片电阻不合格，残压虽然降低，但续流却增大，间隙不能灭弧而引起爆炸；
4)由于避雷器密封垫圈与水泥接合处松动或有裂纹，密封不良而引起爆炸。